编者按
单宁酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）已组合使用数十年，常用于预防和治疗急性、非特异性和旅行者腹泻等，可以调节胃肠道屏障功能，但其潜在机制尚不清楚。
今天，我们分享2025年4月由德国霍恩海姆大学发表在Biomolecules上的一项最新研究。该研究首次利用小肠类器官模型，揭示了抗腹泻药物 Tannacomp® 的两种主要活性成分单宁酸 (TA) 和乳酸依沙吖啶 (Eta)在非抗菌浓度下对肠道屏障功能和炎症的作用及其机制，表明TA和Eta调节炎症标志物和肠道屏障，为该药物及其成分拓展应用于相关疾病提供了理论基础。实验结果显示，单宁酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）降低了小肠类器官中的多种炎症标志物，也减轻了LPS和GFR介导的肠道屏障功能障碍。
文章题目
Tannic Acid and Ethacridine Lactate Attenuate Markers of Stress-Induced Intestinal Barrier Dysfunctions in Murine Small Intestinal Organoids
杂志：Biomolecules（IF=4.8）
发表时间：2025年4月30日
作者：Louisa Filipe Rosa ,Steffen Gonda,Nadine Roese and Stephan C. Bischoff等
单位：德国霍恩海姆大学等
01、研究亮点
1. 成功构建小肠类器官模型，并开发了减少培养基关键生长因子诱导类器官应激的新方法，模拟Wnt信号通路受损相关的应激；
2. 首次在小肠类器官模型中探究了在非抗菌浓度下，抗腹泻药物Tannacomp® 的两种主要活性成分——单宁酸 (TA) 和乳酸依沙吖啶 (Eta)对肠道屏障功能和炎症的独立作用及机制；
3. 首次证实TA和Eta通过抑制 MyD88/TNF-α/IL-6/IL-1β 炎症信号通路发挥显著的抗炎作用，并表明TA和Eta能有效改善肠道屏障完整性，揭示了其通过抗炎、修复屏障和调节固有免疫（AMPs）来发挥肠道保护作用的新机制；
4. 明确了类器官模型中使用TA (0.01 mg/mL) 和 Eta (0.002 mg/mL) 的安全有效剂量 (5:1比例)，该比例与 Tannacomp® 人用制剂一致，且无细胞毒性或诱导炎症。
02、研究背景
单宁酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）已组合使用数十年，用于预防和治疗急性、非特异性和旅行者腹泻。单宁酸是多酚类化合物，通过蛋白质沉淀发挥作用，这种“收敛作用”导致有毒物质吸收减少，从而保护肠粘膜免受进一步应激因素的影响。TA具有抗炎和抗增殖活性，Eta对不同的致病菌株，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、各种沙门氏菌株和志贺氏菌等表现出抗菌、抑菌作用，并通过解痉作用改善症状，如腹部绞痛、加快肠道蠕动等。
最新研究也表明，TA和Eta通过调节胃肠 (GI) 屏障功能发挥治疗作用。肠道屏障功能障碍，尤其是紧密连接 (TJ) 和粘附连接 (AJ) 蛋白引起的紊乱，已成为多种疾病发病机制中的重要因素，如胃肠道感染、炎症性肠病 (IBD)、克罗恩病 (CD)、反复腹泻或肠化生等。之前的研究也已表明，闭合蛋白(Ocln)和闭锁小带蛋白1 (ZO-1) 表达降低会导致肠道通透性异常，引起细菌代谢物易位和慢性低度炎症等，封闭蛋白7(CLDN7)的形成减少会导致胃肠道炎症过程加剧、细胞变性等。
GI屏障的另一个重要防御策略是抗菌肽 (AMPs) 的形成和分泌，其具有广谱抗菌、抗病毒和抗真菌作用，从而保护宿主免受病原体侵害，并调节肠道微生物群。哺乳动物中重要的抗菌肽 (AMPs)有防御素(defensins)、Cathelicidins和组胺素(histatins)三类。防御素主要分为α-防御素、β-防御素和θ-防御素三大类。α-防御素主要由小肠潘氏细胞表达，β-防御素由整个肠道上皮细胞表达，它们具有对抗多种细菌、真菌和病毒的抗菌活性，阻止病原体到达肠上皮。
研究发现，受损的GI抗菌肽防御会增加患IBD或小肠结肠炎等多种GI疾病的风险。如CD患者表现出回肠α-防御素表达降低，这与NOD2或Toll样受体 (TLR)等AMP调节因子的缺陷有关。肠道α-防御素表达降低，会导致肠道微生物群紊乱、细菌过度生长，以及GI屏障完整性下降，从而造成细菌代谢物易位。然而，胃肠道 (GI) 疾病的抗菌肽AMP的潜在作用机制尚未清楚。除了潘氏细胞数量和功能受损外，信号介导的诱导受损及蛋白水解激活减少等也被讨论过。
有证据表明，TA通过调节胃肠屏障功能来发挥治疗作用。在氧化应激的小鼠模型中，口服TA后会减少Claudin（CLDN）蛋白，并诱导ZO-1表达，改善肠道形态和肠道屏障。TA治疗通过改善胃肠屏障完整性，从而降低血清粘蛋白水平并诱导回肠ZO-1蛋白表达，改善大鼠的乳糖诱导性腹泻。人体研究也表明，富含单宁酸提取物的食物可调节肠道菌群，特别是通过增加短链脂肪酸 (SCFA) 产生毛螺菌科和瘤胃球菌科的细菌等。然而，关于TA或Eta在炎症中如何调节GI屏障功能，目前仍知之甚少。
本研究中，研究人员深入揭示了在非直接抗菌浓度下，Tannacomp®的关键成分TA和Eta对GI屏障功能和炎症反应的影响。通过利用小鼠类器官模型，提供了生成体外三维细胞结构的可能性，从而可以模拟体内复杂的器官结构；通过添加促炎 LPS或从细胞培养基中去除生长因子来诱发应激反应。实验结果表明，TA和Eta通过显著的抗炎、修复肠道物理屏障和调节肠道化学屏障 (AMPs) 的多重作用等，来保护肠道免受应激损伤，验证了类器官是研究与慢性胃肠疾病相关的粘膜免疫反应、肠道屏障功能的成熟工具，为理解其治疗腹泻的传统疗效提供了新视角，并为其潜在应用于更广泛的肠道屏障功能障碍相关疾病奠定了重要的临床前基础。
03、研究成果
1. 细胞存活率分析
研究人员将类器官暴露于不同浓度中的TA和Eta30小时。结果显示，TA在1 mg/mL及以下浓度和Eta在0.1 mg/mL及以下浓度，对细胞存活率无显著影响，但Eta在1mg/mL时，细胞存活率显著下降（p<0.01），表明高浓度Eta具有细胞毒性。
MTT实验计算得出TA的ED50为1.623mg/mL，ED100为1.787mg/mL；Eta的ED50为0.081mg/mL，ED100为0.087mg/mL，这些浓度下细胞存活率未受显著影响，表明0.01mg/mL的TA和0.002 mg/mL的Eta适用于类器官细胞培养。
图1
2. 炎症标志物和紧密连接蛋白基因表达分析
实验结果显示，高浓度的TA（1mg/mL）和Eta（1mg/mL和0.1 mg/mL）显著诱导了IL-6和IL-1β的基因表达（p<0.05），而低浓度TA（0.01 mg/mL）和Eta（0.002 mg/mL）则没有这种效应，还导致了紧密连接蛋白Ocln和Cldn7基因表达的显著下降，而低浓度TA和Eta则没有显著影响。这表明，低浓度的TA和Eta不会诱导炎症反应或损害紧密连接蛋白的表达，而高浓度则可能对类器官的肠道屏障功能产生负面影响。
图2
3. 紧密连接和黏附连接基因表达分析
实验结果显示，GFRed和LPS处理均导致紧密连接和黏附连接基因表达的显著变化。GFRed处理降低了ZO-1、Ocln和Cldn7的基因表达，而LPS处理则降低了ZO-1和Ocln的基因表达。但当类器官在GFRed或LPS处理的同时暴露于TA或Eta时，这些基因表达的变化得到了显著改善。
TA和Eta能够显著提高ZO-1、Ocln和Cldn7的基因表达水平，从而减轻应激诱导的肠道屏障功能障碍，这表明TA和Eta可以调节紧密连接和黏附连接基因表达，维持肠道屏障的完整性。
图3
4. 黏蛋白基因表达分析
实验结果显示，GFRed处理显著增加了Muc1的基因表达，同时降低了Muc2的基因表达，而LPS处理则没有显著影响。但当类器官在GFRed处理的同时暴露于TA或Eta时，这些黏蛋白基因表达的变化得到了显著的改善。
TA和Eta能够显著降低Muc1的基因表达，同时提高Muc2的基因表达水平，表明TA和Eta可以调节黏蛋白基因表达，维持肠道屏障的黏液层完整性，从而增强肠道的防御功能。
图4
5. 抗菌肽基因表达分析
实验结果显示，GFRed处理显著增加了Defa21、Defa5、Lyz1和mBD1的基因表达，而LPS处理则增加了Defa21、Reg3γ和mBD1的基因表达。但当类器官在GFRed或LPS处理的同时暴露于TA或Eta时，这些抗菌肽基因表达的变化得到了显著的改善。
TA和Eta能够显著降低Defa21、Defa5、Lyz1和mBD1的基因表达水平，从而减轻应激诱导的抗菌肽过度激活，这表明TA和Eta具有调节抗菌肽基因表达的能力，有助于维持肠道屏障的抗菌防御功能，从而增强肠道的防御能力。
图5
6. Nod2基因表达分析
实验结果显示，GFRed处理显著增加了Nod2的基因表达，而LPS处理则没有显著影响。但当类器官在GFRed处理的同时暴露于TA或Eta时，Nod2基因表达的增加得到了显著的抑制。这表明，TA和Eta可以调节Nod2基因表达，减轻应激诱导的Nod2依赖性抗菌肽过度激活，从而增强肠道的防御功能。
图6
7. Mmp7基因表达分析
实验结果显示，GFRed处理显著增加了Mmp7的基因表达，而LPS处理则没有显著影响。但当类器官在GFRed处理的同时暴露于TA或Eta时，Mmp7基因表达的增加得到了显著的抑制。这表明，TA和Eta可以调节Mmp7基因表达的能力，减轻应激诱导的Mmp7依赖性抗菌肽过度激活，从而增强肠道的防御功能。
图7
8. Myd88基因表达与抗菌肽基因表达的相关性分析
实验结果显示，Myd88基因表达与Lyz1、mBD1、Defa1、Defa5和Defa21基因表达之间存在显著的正相关关系，而与Reg3γ基因表达之间存在显著的负相关关系。这表明，Myd88基因表达的增加可能通过调节抗菌肽基因表达来增强肠道的抗菌防御功能。TA和Eta通过抑制Myd88基因表达，进而减轻应激诱导的抗菌肽过度激活，从而增强肠道的防御功能。
图8
04、编者点评
综上所述，该研究本研究深入揭示了Tannacomp®的关键成分 TA 和 Eta 在非直接抗菌浓度下，通过其显著的抗炎、修复肠道物理屏障 (TJ/AJ/Muc) 和调节肠道化学屏障 (AMPs) 的多重作用来保护肠道免受应激损伤。这些发现为理解其治疗腹泻的传统疗效提供了新视角，并为其潜在应用于更广泛的肠道屏障功能障碍相关疾病奠定了重要的临床前基础。
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